FreeRTOS

FreeRTOS
Разработчик	Richard Barry & FreeRTOS Team
Семейство ОС	ОСРВ
Последняя версия	202212.00
Поддерживаемые платформы	ARM (ARM7, ARM9, Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, Cortex-A), Atmel AVR, AVR32, HCS12, MicroBlaze, Cortus (APS1, APS3, APS3R, APS5, FPF3, FPS6, FPS8), MSP430, PIC, Renesas H8/S, SuperH, RX, x86, 8052, Coldfire, V850, 78K0R, Fujitsu MB91460 series, Fujitsu MB96340 series, Nios II, Cortex-R4, TMS570, RM4x
Тип ядра	микроядро
Лицензия	MIT
Состояние	Актуальное
Репозиторий исходного кода	github.com/FreeRTOS/Free…
Веб-сайт	freertos.org
Медиафайлы на Викискладе

FreeRTOS — многозадачная операционная система реального времени (ОСРВ) для встраиваемых систем. Портирована на 35 микропроцессорных архитектур. Распространяется под лицензией MIT с 2017 года. До 2017 года распространялась под модифицированной лицензией GPL с исключением, позволяющим разработчику присвоить модифицированный код операционной системы.

Поддерживаемые процессоры

FreeRTOS поддерживает процессоры следующих производителей:

• Altera
• Atmel
• Cortus
• Cypress
• Energy Micro
• Freescale
• Fujitsu
• Infineon
• Luminary Micro
• Microchip
• Microsemi (бывший Actel)
• Multiclet
• NEC
• NXP
• Renesas Electronics
• Silicon Labs
• STMicroelectronics
• Texas Instruments
• Xilinx
• Intel (x86 real mode)
• Миландр
• Intel (x86 Windows Simulator)
• Intel (Nios II)

Описание

FreeRTOS предназначена для работы на массовых микроконтроллерах, особенностями которых являются низкое быстродействие, малый объём ОЗУ и ПЗУ, отсутствие блока управления памятью и реализованных на аппаратном уровне механизмов поддержки многозадачности, например, средств быстрого переключения контекста.

Диспетчер системы очень прост и компактен (занимает, в зависимости от платформы и настроек ядра, 4-9 килобайт), однако поддерживает приоритеты процессов, вытесняющую и кооперативную многозадачность, семафоры и очереди. Начиная с версии 4, FreeRTOS позволяет использовать сопрограммы.

Версия 9.1.0 получила поддержку компилятора ARM Compiler 6.

Ядро системы умещается в несколько файлов.

Дистрибутив

Дистрибутив FreeRTOS может быть свободно скачан с сайта разработчика, бесплатно и без предоставления какой-либо информации (регистрации, заполнения каких-либо форм и т. п.). Документация в состав самого дистрибутива не входит, она доступна на сайте разработчика.

В состав дистрибутива входят подготовленные конфигурационные файлы и демонстрационные программы для каждой архитектуры, что позволяет очень быстро начать новую разработку. Для читаемости и лёгкости модификации код большей частью написан на Си, ассемблерные вставки используются в минимальном объёме в платформоспецифичных участках. Сайт разработчика также содержит подробное руководство по использованию и портированию FreeRTOS.

Варианты

Amazon FreeRTOS

Amazon FreeRTOS отличается поставкой дополнительных библиотек, упрощающих организацию безопасного соединения устройств на базе микроконтроллеров с облачными сервисами AWS IoT Core или более мощными устройствами, работающими под управлением AWS Greengrass. В Amazon FreeRTOS обеспечена поддержка TLS 1.2, PKCS#11, шифрования данных, проверки целостности прошивки по цифровой подписи. Предложены средства для обновления прошивки в режиме OTA (over-the-air). Сетевой стек включает поддержку MQTT, TCP/IP и Wi-Fi. Для выбора и установки программных компонентов прошивки предлагается управляющий интерфейс Amazon FreeRTOS Console. Специфичные для Amazon FreeRTOS компоненты, как и ядро FreeRTOS, распространяются под лицензией MIT.

SafeRTOS, OpenRTOS

Проект «SafeRTOS» — доработанный, документированный, протестированный и прошедший сертификацию (в мае 2007) на соответствие стандарту безопасности IEC 61508 вариант FreeRTOS. Другой проприетарный коммерческий вариант системы, OpenRTOS — отличается от свободной версии, помимо лицензии и предоставляемых гарантий, лишь некоторыми деталями.

ESP-IDF FreeRTOS

Компания Espressif Systems для поддержки своих двухъядерных микроконтроллеров серии ESP (таких как ESP32 и ESP32-S3) предоставляет двухъядерную реализацию FreeRTOS с поддержкой SMP (симметричной многопроцессорной обработки). Свою версию FreeRTOS компания назвала ESP-IDF FreeRTOS.

Литература

• Richard Barry. Using the FreeRTOS Real Time Kernel. — 2010. — 172 с. — ISBN 978-1-4461-6914-8.
• Christopher Svec. ch. 3. FreeRTOS // The Architecture of Open Source Applications, Volume II / Amy Brown, Greg Wilson. — ISBN 978-1-105-57181-7. (перевод на сайте MLDP)
• Ivan Cibrario Bertolotti, Gabriele Manduchi. Real-Time Embedded Systems: Open-Source Operating Systems Perspective. — CRC Press, 2012-01-27. — 536 с. — ISBN 978-1-4398-4154-9.
• Андрей Курниц. FreeRTOS — операционная система для микроконтроллеров // Компоненты и технологии (КиТ). — 2011. — № 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. — С. 96—100, 109-114, 96-102, 97-102, 98-104, 23-32, 132-140, 97-104, 93-100.

Ссылки

• freertos.org — официальный сайт FreeRTOS
• FreeRTOS для STM32F4 — серия уроков по FreeRTOS для STM32F4 на mcu.by
• FreeRTOS на Хабрахабре
• FreeRTOS: практическое применение. — серия статей на русском языке